Технология комбинированного монтажа микроблока вторичного питания

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Кафедра современных электронных технологий

План-проспект к дипломному проекту

на тему:

Технология комбинированного монтажа микроблока вторичного питания

Выполнила:

студентка гр. 410205

Бут-Гусаим Н.В.

Принял: доц. Ланин В.Л.

Минск 1999.



Введение

РЭА не может функционировать без источников питания, на выходе которых получают электрическую энергию, последовательно преобразуемую в РЭА в энергию выходного сигнала с заданными информационными, энергетическими и физическими (световыми, звуковыми и т.п.) параметрами.

Толстопленочная технология гораздо проще тонкопленочной и полупроводниковой; схемы отличаются большой рассеиваемой мощностью и по многим параметрам конкурируют с полупроводниковыми и тонкопленочными. В связи с этим использование толстопленочной технологии для производства блока питания является актуальной и перспективной разработкой.

Актуальным в дипломном проекте использование смешанного монтажа. По сравнению с используемыми ранее высокопроизводительным процессами до 2000 узлов в смену и дорогостоящими установками, обеспечивавшими, правда, весьма комфортные условия труда, разработанная технология отличается большей гибкостью, характеризуется уменьшенным расходом припоя и не требует, в целом, больших затрат.



Аналитический обзор по данному направлению проектирования, включая патентные исследования

Анализируются факторы, определяющие надёжность получаемого блока питания, а также поиск аналогов по данным отечественной, зарубежной научно - технической и патентной информации. Приводится сравнительный анализ технических решений по критериям качества изделий, времени процесса, массогабаритных показателей, производительности и условий труда.

Аналогом технологического процесса является технология пайки печатных узлов со смешанным монтажем разработанного в рижском технологическом университете. Принципы изложены в статье Кольчака В.В. Пайка в создании изделий современной техники. Мастер. научно.-техн. конф., Тольятти, М.: 1997, с.123-124.

На основе анализа выбирается наиболее близкое техническое решение (прототип) Оно используется как основа для проектирования. Намечаются пути более эффективного решения поставленных задач.

Анализ технического задания, выбор и обоснование процесса

Исходными данными являются: схемы электрические, структурная и принципиальная источника питания. Требуемые показатели ТП комплексный показатель технологичности 0,65, выход годных приборов 98 %, программа выпуска 10 тыс. /год. Площадь участка для реализации ТП: 100 м². Электрические характеристики блока питания: напряжение питания 27 , напряжение на выходе 9 В, мощность на выходе 10 ВА. Габаритные размеры блока 50x100x20 мм .

В данном разделе будет произведен выбор технологического процесса, разработка структурной схемы.



Проектирование технологического процесса

Будут разработаны: операционный ТП комбинированного монтажа микроблока вторичного питания, планировка рабочего места, проведено нормирование операций и определены технологические режимы, обеспечивающие выходные параметры этого блока с заданной точностью.

При проектировании технологического процесса изготовления проводящих шин и резисторов необходимо учитывать, что в данной технологии применяется последовательность нанесение паст через трафареты и их дальнейшая термообработка при температурах 5000-1200⁰С. Поэтому в техпроцессе необходимо обеспечить стабильность состава проводящих и диэлектрических слоев при температурах равных температурам вжигания последующих слоев.

Использование техники поверхностного монтажа создает трудности при контроле пригодности, затрудненный отвод тепла, сложность выполнения ремонтных работ, решение которых необходимо предусмотреть при разработки технологических процессов.

Проектирование технологического оснащения

Необходимо разработать устройство дозировки нанесения припойной пасты на подложку для дальнейшей пайки этих элементов. Будет разработана конструкция, позволяющая с минимальными потерями припойной пасты решить задачу нанесения и при этом не создающая затруднение следующим технологическим операциям. Будет исключена возможность повреждения элементов во время нанесения.

Так как при работе разрабатываемая оснастка постоянно контактирует с расплавленным припоем, т.е. повышенными температурами, поэтому необходимо предусмотреть стойкость дозируемого элемента к данным воздействиям и не допустить загрязнение припоя примесями из-за окисления материала оснастки.

Так же работа с расплавленным припоем опасна для здоровья человека, поэтому на конструкцию налагаются дополнительные требования исходя из техники безопасности.

Также конструкция будет разрабатываться исходя из минимальных затрат при ее изготовлении.

Экспериментальное исследование технологического процесса

Будут проведены исследования по достижению оптимальных режимов технологии ИК-пайки поверхностно монтируемых элементов и соблюдению параметров: комплексный показатель технологичности, выход годных приборов, напряжение питания, напряжение на выходе, мощность на выходе.

Моделирование и оптимизация параметров ТП на ЭВМ

Моделирование будет осуществляться методом полного факторного эксперимента с последующей оптимизацией исследуемых параметров на ЭВМ. В итоге будет получено уравнение регрессии второго порядка и построены факторные пространства, позволяющие определить границы оптимальной области значений функции оптимизации.

Экономическая часть

Будет выполнен расчет экономической эффективности эксплуатации разработанного технологического процесса. Необходимо дать анализ технико-экономических показателей спроектированного технологического процесса в сравнении с базовым вариантом.



Рекомендации по обеспечению безопасных условий радиомонтажных работ

Перечисляются состав, анализ опасностей и вредностей при проведении радиомонтажных работ , производим проектировку рабочего места радиомонтажника с учетом требований охраны труда, проектируем средства обеспечения безвредностей (местного отсоса, освещения, электроизолирующих устройств и др.).



Выводы

Приводятся основные технические и технико-экономические показатели спроектированного ТП, выводы о выполнении требований технического задания. Указываются области применения разработанного процесса, рекомендации по практическому использованию.



Перечень графического материала

Схема электрическая принципиальная 1 лист А1

Структурная схема ТП 1 лист А1

Сборочный чертеж изделия 1 лист А1

Сборочный чертеж спец. технологической оснастки 1 лист А1

Чертежи деталей 1 лист А1

Графики исследований 1 лист А1



Список используемых источников

Mangin G.-H., McClelland S. Surface Mount Technology. IFS Ltd and Springer - Verlag, 1987

Гуськов Г. Я., Блинов Г.А., Газаров А.А. Монтаж микроэлектронной аппаратуры. -М.: Радио и связь, 1986.- 176с.

Красулин Ю. Л., Гревцов Г.В. Микросварка давлением. - М.: Металулргия, 1986с.

Достанко А.П., Пикуль М.И., Хмыль А.А. Технология производства ЭВМ. Учеб. - Мн.: Выш. шк. 1994. - 347с.; ил.

Кольчак В.В. Пайка в создании изделий современной техники. Мастер. научно.-техн. конф., Тольятти, М.: 1997, с.123-124



Развернутое содержание отдельных разделов дипломного проекта

Проектирование технологического оснащения

Для разрабатываемого технологического процесса необходим блок управления дозатора для выдачи пневматического сигнала регулируемого по времени и давлению, который мог бы применяться для дозирования различных материалов. Этот прибор будет использоваться при нанесения припойных паст на плату на стадии ремонта платы питания. Блок приборного типа настольного исполнения.

Блок разработан в климатическом исполнении УХЛ4.2 ГОСТ 15150-69 и предназначен для работы при температуре от +15 до +35⁰С, относительной влажности воздуха от 45 до 80%, атмосферном давлении от 84 до 106.7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.). Блок должен эксплуатироваться в помещении категории Д по СНиП 2.09-85.

Принцип работы блока заключается в исполнении электронного реле времени, включающего на заданное время клапан электропневматический, вход которого подключен к сети сжатого воздуха, а выход к дозатору.

Реле времени выполнена микросхеме KP1006ВИ1 и время задающей цепочке RC, расположенных на печатной плате. Времязадающие конденсаторы постоянные, а регулировка времени включения клапана осуществляется при помощи набора времязадающих резисторов переключаемых трехдекадным переключателем SA5 Время, расположенном на задней панели. При включении клапана на заданное время, сжатый воздух поступает в дозатор и выталкивает материал через иглу.

Для защиты обслуживаемого персонала от электроопасности блок имеет защитный кожух.

Для эксплуатации блоку необходимо подключить:

к контуру заземления;

к сети сжатого воздуха.

Приведем его технические данные и характеристики:

Диапазон регулирования давления (0,05-0,3) МПа;

Диапазон регулирования времени (0,05-2,99) с;

Максимальное число включений (циклов) в минуту, не более 600;

Пневматическое питание блока осуществляется давлением сжатого воздуха 0,3 МПа;

Электрическое питание блока осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением (22022) В частоты (500.1) Гц;

Максимальная электрическая мощность, потребляемая блоком, не более20 ВА.

В данном разделе курсового проекта будет разработана лишь лицевая панель блока с учетом эргономических требований к ней.

На передней панели блок расположены:

манометр 1;

регулятор давления 2;

переключатель регулировки длительности выходного сигнала SA5 Время;

переключатель режимов работы блока SA4 Пуск;

Переключатель сетевого питания SAСеть;

Индикатор включения сети VD1 Сеть;

Индикатор непрерывного режима работы блока VD2 Режим.

Моделирование и оптимизация параметров ИК пайки на ЭВМ

Как уже было указано в предыдущем пункте инфракрасная пайка является важнейшей частью технологического процесса и поэтому выявление оптимального режима пайки и важнейшей задачей при налаживании технологического процесса.

При исследовании с целью получения аналитических моделей и последующей их оптимизации стремятся проводить опыты таким образом, чтобы при их минимальном количестве получить исчерпывающую информацию об объекте исследования. Эту задачу можно решить, используя математическую теорию планирования эксперимента, которая позволяет представлять информацию в краткой, стандартной и удобной форме. Одним из самых распространенных методов, применяемых для этих целей, является метод полного факторного эксперимента (ПФЭ), который приводит к нахождению математической модели технологического процесса в виде полинома первой степени с учетом парных взаимодействий:

,(6.1)

где y - выходной параметр; - коэффициенты уравнения регрессии; - независимые переменные.

В качестве выходного параметра принимаем температуру при воздействии ИК - излучением. Независимыми переменными являются технологические режимы ИК - нагрева: напряжение на лампе, время, расстояние от ИК лампы до образца. Остальные режимы должны в данном исследовании должны быть одинаковыми для всех образцов.

Для упрощения записи условий эксперимента и обработки экспериментальных данных пользуются не натуральными значениями независимых переменных (факторов), а кодированными, причем кодирование производят так, чтобы верхний уровень соответствовал "+1", нижний - "-1", а основной - нулю. Для факторов с непрерывной областью определения это всегда можно сделать с помощью преобразования

,(6.2)

где - натуральное значение фактора; - натуральное значение основного уровня фактора; - интервал варьирования.

Условия факторного эксперимента обычно записывают в виде таблицы, называемой матрицей планирования, в которую вносятся кодовые значения факторов (+1 и -1), а план эксперимента строится путем перебора всех комбинаций уровней. Для данного случая матрица планирования приведена в таблице 6.1.

Таблица 6.1

Матрица планирования (ПФЭ)

№	х0	х1	х2	Температура, 0С
опыта				1	2	3
1	+	+	+	248	255	261
2	+	-	+	279	285	274
3	+	+	-	198	205	213
4	+	-	-	249	242	257
5	+	+	+	181	192	195
6	+	-	+	230	239	223
7	+	+	-	160	167	175
8	+	-	-	205	201	216

х0 - условная переменная для определения коэффициента b.

После реализации ПФЭ, используя метод наименьших квадратов, определяют коэффициенты уравнения регрессии:

,(6.3)

,(6.4)

,(6.5)

В связи с ограниченным объемом экспериментальных данных при планировании эксперимента проверяют значимость найденных коэффициентов уравнения регрессии, используя критерий Стьюдента :

,(6.6)

,(6.7)

,(6.8)

где - дисперсия воспроизводимости; - дисперсия коэффициентов уравнения регрессии; - среднее значение выходного параметра из m параллельных опытов.

Если вычисленная величина превышает табулированное критическое значение 0,05) и числа степеней свободы , то коэффициент "b" признается значимым. В противном случае коэффициент "b" считается статистически незначимым, и соответствующий член исключается из уравнения регрессии без пересчета остальных. Результаты расчетов представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.2

Расчет коэффициентов Стьюдента

Расчетный коэффициент стьюдента	Табличное значение коэффициента Стьюдента	Значимость
150,5997	2,1190	да
12,6679	2,1190	да
10,5279	2,1190	да
16,3830	2,1190	да
1,5201	2,1190	нет
1,0697	2,1190	нет
2,8712	2,1190	да
0,1745	2,1190	нет

Проводиь расчет доверительного интервала и сравнивать его с коэффициентом регрессии:

.(6.9)

Полученное уравнение регрессии должно адекватно описывать изучаемый технологический процесс. Проверка гипотезы адекватности проводится с помощью критерия Фишера:

,(6.10)

,(6.11)

где - остаточная дисперсия, обусловленная как ошибкой эксперимента, так и действием изучаемых факторов; - величина выходного параметра, рассчитанная по найденному уравнению регрессии; - число значимых членов в уравнении регрессии.

В ходе оптимизации получили f_р равно 3,19.

Уравнение признается адекватным при выполнении условия, определенного по таблицам для выбранного уровня значимости (принимаем 0,01) и числа степеней свободы и . По таблицам f_кр = 3.24. Сравнивая f_р и f_кр получаем вывод об адекватности модели.

Однородность экспериментов оценивается с помощью критерия Корхнена. Расчетный критерий получили равным 0,1529, а табличное 0,5157. Так как расчетное меньше табличного, то эксперименты признаются однородными.

Подставляя значимые коэффициенты в уравнение получим модель:

y=222,917-18,750X1+15,583X2+24,250X3+4,250X2X3 (6.12)

Данная модель эксперимента используется не натуральными значениями независимых переменных (факторов), а кодированными. Для получения модели для факторов с непрерывной областью определения делаем с помощью преобразования и получим модель:

Подставляя в данное уравнение расстояние в миллиметрах, время в секундах, а напряжение в вольтах можно прогнозировать нагрев контактной площадки, а следовательно температуру нагрева припойной пасты для различных его типов, что упростит задачу наладки технологического процесса на стадии наладки.



Технико-экономическое обоснование дипломного проекта

Изучение и практическое использование инфракрасного нагрева является перспективным направлением пайки ПМЭ для радиоэлектроники и исследование этого процесса важно для технологической отладки производства.

Построение сетевого графика НИР

Использование сетевых графиков позволяет четко отразить структуру выполняемой работы, составить обоснованный план ее выполнения и осуществить контроль за наиболее важными этапами работы.

Построение сетевого графика начинается с подготовки исходных данных, которые представляют собой перечень работ, обеспечивающих достижение конечной цели НИР.

Логическая последовательность работ и их временные параметры приведена в таблице 7.1.

Оптимистическая оценка -- это минимально необходимое время выполнения работы при наиболее благоприятном стечении обстоятельств.

Пессимистическая оценка -- максимальное время, необходимое для выполнения работ при наиболее неблагоприятном стечении обстоятельств.

Величина представляет собой математическое ожидание, которое вычисляется по формуле:

(7.1)



Мерой неопределенности временных оценок вероятностных работ является дисперсия,?которая вычисляется по формуле:

(7.2)

Директивный срок окончания работ равен = 83 дня.

Сетевой график выполнения работ приведен на рисунке 7.1.

Над стрелками графика, обозначающими работы, указана их ожидаемая продолжительность. События сетевого графика обозначаются в виде окружностей, разделенных на четыре сектора. В верхнем левом секторе указывается номер события, в верхнем правом - ранний срок совершения события, в нижнем правом - поздний срок свершения события, в левом нижнем - резерв времени свершения события.

Любая последовательность работ сетевого графика, в которой конечное событие каждой работы этой последовательности совпадает с начальным событием следующей за ней работы, называют путем. При этом различают пути нескольких видов:

полный путь, начало которого совпадает с исходным событием, а конец - с завершающим событием сети;

путь, предшествующий данному событию - от исходного события до данного;

путь, следующий за данным событием - от данного события до завершающего;

путь между двумя какими-либо событиями i и j, из которых ни одно не является ни исходным, ни завершающим.

Полный путь является критическим. На графике критический путь выделен жирными стрелками. Он имеет наибольшую продолжительность. Продолжительность критического пути определяется по формуле:

(7.3)

Значения временных параметров событий приведены в таблице 7.2.

Наиболее ранний из возможных сроков свершения события -- срок, необходимый для исполнения всех работ, предшествующих данному событию, т.е. он равен продолжительности максимального из предшествующих данному событию путей:

(7.4)

где - ранний срок свершения предшествующего события;

- продолжительность работ от начального события до данного.

Поздний срок свершения i-го события определяется как разность между критическим путем и максимальной продолжительностью пути, следующего за данным событием:

(7.5)

где - поздний срок свершения предшествующего события;

- максимальная продолжительность работ от данного события до завершающего.

Резерв времени события -- это такой промежуток, на который может быть отсрочено свершение этого события без ущерба для общей продолжительности всего комплекса работ. Он определяется по формуле:



(7.6)

В разработанном сетевом графике критическим путем является путь: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 20. При этом продолжительность критического пути равна t_кр= 71 дня.

Самый ранний из возможных сроков начала работы равен раннему сроку свершения начального события данной работы:

(7.7)

Самый поздний из возможных сроков окончания работы определяется по формуле:

(7.8)

Самый ранний срок окончания работы определяется по формуле:

(7.9)

Самый поздний из допустимых сроков начала работы определяется по формуле:

(7.10)

Полный резерв времени - это максимальное количество времени, на которое можно увеличить продолжительность данной работы, не изменяя при этом продолжительности критического пути. Полный резерв времени определяется по формуле:

(7.11)

Свободный резерв времени -- это максимальное количество времени, на которое можно увеличить продолжительность работы или отсрочить ее начало, при условии, что начальное событие этой работы наступило в свой ранний срок. Свободный резерв времени вычисляется по формуле:

(7.12)

Расчет проведен в табличной форме, результаты расчета представлены в таблице 7.3.

Анализируя данные таблицы 7.3 видно, что работы 13,15; 15,17; обладают полным резервом времени. Это позволяет в случае возможного срыва директивного срока выполнения всей НИР увеличить время их выполнения, а освободившиеся ресурсы направить на выполнение работы, несвоевременное окончание которой может вызвать срыв сроков окончания НИР. Работа 15,17; обладает свободным резервом времени, что позволяет отсрочить начало ее выполнения или увеличение ее длительности на величину свободного резерва времени работы, что так же позволяет манипулировать ресурсами в необходимых случаях.

Вероятность окончания работы в срок определяется по формуле:

(7.13)

где Т_д - директивный срок окончания работ;

Ф(х) - функция нормального распределения;

х - параметр функции нормального распределения, определяемый по формуле:

(7.14)

где _tкр - среднеквадратическое отклонение срока наступления завершающего события:

(7.15)

где m - число работ критического пути;

² (i, j) - величина дисперсии для работы (i, j).

Таким образом

_tкр=(2,56+0,16+0,64+0,16+0,16+0,04+0,04+0,04+0,04+0+0,04+0+0,04+

0,04+0,04+0,04+0,04+0,16)^0,5 = 2,59

Х= ( 71- 71 ) / 2,59 = 0

По таблице значений функции нормального распределения получаем значение вероятности выполнения всей НИР в срок Р = 0,5. Так как 0,35< P < 0,65, то согласно отсутствует повышенная опасность срыва заданного срока выполнения НИР и отсутствуют избыточные ресурсы.

Следовательно, можно ожидать выполнения работ НИР в заданный директивный срок.

На основании таблицы 7.1 определено общее количество отработанных дней для каждого сотрудника: руководитель - 52, научный сотрудник - 63, инженер - 12, а в таблице 7.4 представлена загрузка персонала по дням.

7.2 Определение сметной калькуляции и цены НИР

Определение сметной калькуляции и отпускной цены на НИР проводили по методике, приведенной в / 22 /.

Сведения по видам, количеству и стоимости применяемых при выполнении НИР материалов приведены в таблице 7.5.

Расчет затрат по статье “Основная заработная плата научных сотрудников” приведены в таблице 7.6.

При выполнении данной НИР приобретение спецоборудования и привлечение сторонних организаций для оказания услуг не предусмотрено, поэтому затраты на спецоборудование Р_об=0 руб. и расходы на оплату услуг сторонних организаций Р_ус=0 руб.

Определение сметной калькуляции и отпускной цены НИР приведено в таблице 7.7.

Отпускная цена НИР составляет 202305,143 тыс. руб. Рассчитанное значение отпускной цены приблизительно оценивает стоимость выполненных работ. Финансирование работ полученной в результате расчетов суммой позволит выполнить задание на НИР в установленный директивный срок. Затраты на НИР полностью окупятся при использовании ее результатов для разработки нового оборудования и технологии.

Таблица 7.1

Расчет временных параметров событий

Шифр события	Ранний срок свершения события tp(i), дней	Поздний срок свершения события tп(i), дней	Резерв времени события Р(i), дней
1	0	0	0
2	25	25	0
3	29	29	0
4	39	39	0
5	45	45	0
6	47	47	0
7	48	48	0
8	49	49	0
9	50	50	0
10	51	51	0
11	52	52	0
12	54	54	0
13	55	55	0
14	56	56	0
15	56	58	2
16	57	57	0
17	59	59	0
18	61	61	0
19	62	62	0
20	71	71	0

Таблица 7.2

Затраты по статье “Заработная плата научных сотрудников”

Исполнитель	Количество,чел.	Затраты труда, чел.-дней	Заработная плата за один день, тыс. руб.	Сумма прямой заработной платы, тыс. руб.
Руководитель	1	52	299	15548
Научный сотрудник	1	63	234	14742
Инженер	1	12	159	1908
Итого	3	127		32198
Премии, 20%				6439
Всего				38637

Таблица 7.3

Затраты по статье “Материалы”

Наименование вида материального ресурса	Единица измерения	Требуемое количество	Цена за единицу, тыс. руб.	Сумма, тыс. руб.
Провод	м	8	50	400
Стеклотекстолит фольгированный	кг	0,5	2000	1000
Клей	кг	0,3	4000	1,200
Термопара	шт	3	750	2250
Пакет прикладных программ	шт	1	5000	5000
Электроэнергия	кВт*ч	85	0,45	38
Итого				9888
Транспортно - Заготовительные расходы, 10%				988,8
Всего				10877



Таблица 7.4

Загрузка персонала по дням

Дни	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20	22	24	26	28	30	32	34	36	38
Руководитель
Научный сотрудник
Инженер

Дни	40	42	44	46	48	50	52	54	56	58	60	62	64	66	68	69
Руководитель
Научный сотрудник
Инженер

Таблица 7.5

Определение сметной калькуляции и отпускной цены

Статья затрат	Усл. обозн	Методика расчета	Сумма, тыс. руб.	Примечание
1. Материалы	Рм		10877	см.таблицу 7.5
2. Основная заработная плата основного персонала	Зо		38637	см.таблицу 7.6
3. Дополнительная заработная плата основного персонала	Зд	Зд = (Зо * Нд)/ 100 %	9659,25	Нд = 25 %
4. Основная дополни-тельная заработная плата прочих категорий работающих	Зпк	Зпк = Кпр * (Зо + Зд)	24148	Кпр = 0,5
5. Отчисления в фонд социальной защиты населения	Рсз	Рсз = (Нсз * (Зо ++ Зд + Зпк))/ 100 %	25355,4	Нсз = 36 %
6. Амортизация основных производственных фондов	Ао	Ао = (Зо * На)/ 100%	7727,4	На = 20 %
7. Прочие прямые расходы	Рпр	Рпр = (Нп* (Рм + Зо + +Зд +Зпк + Рсз))/100%	10940	Нпр = 10 %
8. Косвенные накладные расходы	Ркос	Ркос = (Зо*Нкос)/100%	77274	Нкос = 200%
9. Итого полная себестоимость	Сп	Сп= Рм +Зо+Зд++Зпк+Рсз+Рпр+Ркос	196890
10. Отчисления в специальные фонды	Осф	Осф = Нсф * Сп/100 %	5414,49	Нсф = 2,75 %
11. Отпускная цена	Цотп	Цотп = Сп + Осф	202305



Охрана труда и экологическая безопасность

Безопасность радиомонтажных работ при производстве вторичного блока питания

Потенциальными вредностями и опасностями, приводящими к ухудшению условий труда, травмированию и возникновению пожаров и взрывов, могут быть [ ]:

- запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

- наличие инфракрасных (ИК) излучений от расплавленного припоя в ванне или от паяльника;

- неудовлетворительная освещенность рабочих зон или повышенная яркость;

- инфракрасное излучение от действия ИК нагревателей;

- воздействие брызг и капель расплавленного припоя;

- поражение электрическим током ит. д.

ИК энергия, попадая на тело человека, воздействует прежде всего на незащищенные его части (лицо, руки, шею, грудь). При длительном пребывании человека в зоне ИК излучения происходит нарушение теплового баланса в организме. Нарушается работа терморегулирующего аппарата, усиливается деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем, усиливается потоотделение, происходят потери нужных организму солей. ИК излучение, воздействуя на глаза, может вызывать некоторые патологические изменения: конъюктевиты, спазмы зрачков и др. Основные виды защиты от ИК излучений: защита временем, защита расстоянием, теплоизоляция, экранирование горячих поверхностей, индивидуальные средства защиты [ ].

Ультразвуковые колебания (УЗК) через жидкие среды могут воздействовать на организм контактным способом при работе установок, когда возможность перехода УЗК из более плотной среды в менее плотную (воздух) очень мала (происходит их отражение). У работающих с УЗ установками нередко наблюдаются функциональные нарушения нервной и сердечно-сосудистой систем, изменение давления, состава и свойств крови. Часты жалобы на головные боли, быструю утомляемость, потерю слуховой чувствительности. Уровни звуковых давлений согласно [ ] не должны превышать на среднегеометрической частоте треть октавной полосы: 12, 5 кГц - 75 дБ; 16 кГц - 85 дБ; 20 кГц и выше - 110 дБ.

Опасность зарядов статического электричества проявляется в возможности возникновения электрических зарядов в пространстве, воздействия на обслуживающий персонал и нарушения нормального хода технологического процесса. Предотвращение опасности электростатических зарядов достигается заземлением оборудования, повышением поверхностной проводимости диэлектриков, ионизацией среды, уменьшением опасности статической электризации горючих жидкостей. Для защиты людей от статического электричества необходимо иметь электропроводящие полы в помещениях и обувь с электропроводящей подошвой [ ].

Наиболее вредным и опасным фактором является загрязнение воздушной среды аэрозолем припоя, флюса, парами различных жидкостей, применяемых для флюса, смывки и растворения различных лаков, которые применяются для покрытия печатных плат и т. д.

Операции пайки и залуживания сопровождаются загрязнением воздушной среды в помещениях парами свинца, олова и канифоли. Пары конденсируются и превращаются в аэрозоль конденсации, частицы которой по своей дисперсности приближаются к дымам. Степень запыленности атмосферы производственных помещений находится в прямой зависимости от количества постов пайки, применяемого вида отсоса, скорости воздушного потока в зоне пайке, марки припоя и объема помещений.

Находясь в запыленной атмосфере, рабочие подвергаются воздействию пыли и паров; вредные вещества оседают на поверхности кожного покрова, попадают на слизистую оболочку полости рта, глаз, верхних дыхательных путей; со слюной заглатываются в пищеварительный тракт, вдыхаются в легкие.

Особенно вредны при пайке оловянно-свинцовыми припоями пары свинца.

Свинец и его соединения ядовиты. Часть поступившего в организм свинца выводится из него через кишечник и почки, а часть задерживается, отлагаясь в костном веществе, мышцах, мозгу, печению. При неблагоприятных условиях свинец начинает циркулировать в крови, вызывая явление свинцового отравления. Свинец вызывает изменения в составе крови, поражает нервную систему, почки и печень.

Сравнительно легкие случаи отравления свинцом характеризуются изменением окраски кожи, приобретающей бледно-сероватый цвет, появлением “каймы” на деснах, изменениями состава крови. В более тяжелых случаях наблюдается так называемая свинцовая колика (внезапные приступы острой боли в брюшной полости), иногда нервные заболевания. Возможен полный или частичный паралич определенных мышечных групп, нервно-мозговые явления, иногда со смертельным исходом.

Свойства свинца накапливаться в организме приводит к хроническому отравлению при систематическом поступлении в организм даже малых его количеств.

Для предотвращения острых заболеваний содержание свинца в воздушной среде не должно превышать предельно допустимой концентрации (ПДК) - 001 мг/м³.

Пайка в атмосфере обычными припоями производится, как правило, с применением флюсов. Флюсы предназначены для удаления окисной пленки с поверхности паяемых металлов и припоя, что обеспечивает смачивание припоем поверхности металлов.

При изготовлении блока питания будет применяться оловянно-свинцовый припой марки ПОС-61.

При пайке будет использоваться флюс - активная канифоль, в состав которого входят: канифоль сосновая (от 10 до 60 %), спирт этиловый или этилацетон (от 90 до 40 %). Канифоль сосновая обладает раздражающим действием. При длительном воздействии на кожу вызывает дерматит. Спирт этиловый обладает наркотическим и раздражающим действием. Вызывает изменения печени, сердечно-сосудистой системы, нервной системы, сухость кожи при длительном контакте. ПДК в воздухе рабочей зоны 1000 мг/м³.

Учитывая вредность исходных компонентов, входящих в состав припоев, флюсов и моющих сред, к помещениям и рабочим участкам, где производится пайка, предъявляются особые требования. Для предотвращения загрязнения атмосферы производственных помещений и рабочих поверхностей пылью, парами и газами разработаны мероприятия по оздоровлеию условий труда.

Рассмотрим подробно требования к вентиляции.

Эксплуатация участков пайки, не оборудованных местной вытяжной вентиляцией, запрещается. Вентиляционные установки должны включаться до начала работ и выключаться после их окончания. Работа вентиляционных установок должна контролироваться с помощью специальной сигнализации (световой, звуковой).

Местная вентиляция при пайке является наиболее эффективным и экономичным средством обеспечения санитарно-гигиенических параметров воздушной среды в рабочей зоне. Причем широкое применение имеет место вытяжная местная вентиляция, которая условно разделяется на местные отсосы открытого и закрытого типа. Конструкция местных отсосов и зона расположения всасывающей части воздухаприемника выбирается в зависимости от габаритных размеров и формы изделий.

На нашем участке местная вентиляция при пайке необходима на установке ИК - пайки, так как наблюдается испарение паяльных паст. Так же местная вентиляция избавит отражатели от дополнительного налета.

Для улавливания выделяющихся при пайке вредных паров обычно используются местные отсосы в виде всасывающих круглых или прямоугольных отверстий с острыми кромками, устанавливаемые в вертикальной плоскости.

Количество отсасываемого воздуха (м³/с) для прямоугольных отверстий с острыми кромками определяется по формуле:

L=(S+7. 7E^{0. 63}X^{1. 4})V_x,

где S-площадь всасывающего отверстия, м²;

E-большая сторона прямоугольного всасывающего отверстия, м;

X-расстояние от плоскости всасывающего отверстия до рассматриваемой зоны пайки, м.

Меньшая сторона прямоугольного всасывающего отверстия определяется из оптимального соотношения между сторонами всасывающей щели b и E, при котором количество отсасываемого воздуха будет минимальным:

b/E=0, 24(X/E)^{0, 36}

Затем определяется площадь всасывающего отверстия:

S=b·E

Определим минимальное количество воздуха L, которое необходимо отсасывать через щель с острой кромкой длиной Е=0, 2 м, чтобы на расстоянии X=0, 2 м от этой щели скорость воздуха в зоне пайки V_x=0, 6 м/с.

Из выражения (11. 2) определим высоту отсоса:

b=0, 24(0, 2/0, 2)^{0, 36}·0, 2=0, 05 м.

Тогда площадь всасывающей щели



S=bE=0, 2·0, 05=0, 01 м².

По формуле (11. 1) определяем количество отсасываемого воздуха из прямоугольного отверстия:

L=(0. 01+7. 7·0. 2^{0. 63}·0. 2^{1. 4}) ·0. 6=0. 25 м³/с.

Расходуемые сплавы и флюсы должны помещаться в тару, исключающую загрязнение поверхностей свинцом.



Литература:

1. Основы инженерной психологии: Уч. для техн. вузов / Б.А. Душков, Б.Ф. Ломов, В.Ф. Рубахин и др.; под ред. Б.Ф. Ломова. - 2-е изд., доп. и перераб. - М.: Высш. шк., 1986. - 448 с.

2. А.Г. Степанов, А.В. Слонченко, Р.В. Сабарно Методическое указание по улучшению условий труда при монтаже электрических схем. - Киев: КПИ, 1979. - 58 с.